[发明专利]一种高碳马氏体气阀钢85Cr18Mo2V银亮棒材的生产方法

说明书

本发明提出一种高碳马氏体气阀钢85Cr18Mo2V的银亮棒材的生产方法，包括如下步骤：在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；钢包精炼炉冶炼；VD炉真空精炼；弧形方坯连铸机连铸；电渣重熔；高线轧制；退火；矫直以及磨光、检验入库。本发明的气阀钢85Cr18Mo2V银亮棒材的生产方法采用连铸母材和电渣重熔的冶金工艺手段生产钢坯，克服了85Cr18Mo2V高温变形抗力大难以连铸的难题；改善了一次碳化物形态及分布情况，且降低了坯料中的各种偏析、疏松等冶金缺陷，有效的细化原始坯料的组织；大大节省能源消化，降低了生产成本；采取电渣钢锭一火成材，显著提高了生产效率；盘条采用磨制加工，不产生酸洗液的污染等问题，达到降本增效的目的。

技术领域

本发明涉及高碳马氏内燃机气阀用钢及其制造方法，尤其涉及一种高碳马氏体气阀钢85Cr18Mo2V的银亮棒材的生产方法。

背景技术

气阀钢85Cr18Mo2V是国标GB/T12773-2008内燃机气阀用钢及合金棒材中马氏体气阀钢中的一种，以重量百分计含有以下成分：C：0.80～0.90%；Si：≤1.00%；Mn：≤1.50%；P：≤0.040%；S≤0.030%；Cr：16.50～18.50%；Mo：2.00～2.50%；V：0.30～0.60%；Cu：≤0.30%；余量为Fe和不可避免的杂质元素。其主要应用于制造重型或高负荷内燃机车的进气阀，高碳马氏体气阀钢85Cr18Mo2V是在80Cr20Si2Ni（美国钢号XB，日本钢号SUH4）基础上发展而来。80Cr20Si2Ni在欧美国家在五十年代中期开发应用的，目的是为了提高气阀材料的耐蚀性、耐磨性，但是在特钢厂实际生产中发现，80Cr20Si2Ni钢种塑性差，成材率低，在制阀厂中气阀杆端淬火硬度不能保证≥50HRC，成品率低，成本高，慢慢被淘汰，在ISO683-13标准和其他有些国家标准中已经被取消，由德国钢号X85CrMoV182替代，该钢号克服了80Cr20Si2Ni的加工难度大等一些缺点。2008年我国气阀钢标准GB/T12773-2008中正式将85Cr18Mo2V纳入其中(德国钢号X85CrMoV182)。

高碳马氏体气阀钢85Cr18Mo2V一般以退火后的银亮棒材状态交货，规格为φ5-15mm的棒材，由于其含有较高的碳含量与铬含量，退火组织中极易出现较多的碳化物，常规的电炉加炉外精炼的方法生产的高碳马氏体钢，由于浇注时选分结晶的原因，一次碳化物偏大，经过轧制后的带状碳化物级别较高，碳化物分布不均，有时还含有孪晶碳化物，这些碳化物不均的现象不仅降低了钢的塑性，还影响产品的高温疲劳性能指标。另外，热轧盘条的矫直加工过程中，由于材料硬度高、脆性强的特点，在开卷与矫直过程中经常出现断裂现象，采取模铸浇注的钢锭直接高线轧制大盘卷生产工艺较为困难。

在现有的专利技术及文献资料中对于高碳马氏体钢种碳化物的改善方法有较多的说明，如专利ZL201410348136.1中指出调控成分和控制热处理工艺改善碳化物形态及分布特点，然而该方法仅针对9Cr18不锈钢锻件制品，对于更大压缩比的高速线材产品该方法可行性有待考证。在专利201010153186.6中指出了一种马氏体气阀钢棒材的生产方法，其中未涉及盘条的生产制造过程，主要是通过对盘条进行拉拔矫直，再磨光得到磨光的马氏体棒材，该方法在拉拔过程中使用了碱洗和硫酸酸洗、混合酸洗、上皮膜剂及润滑剂等工序来对马氏体气阀钢盘条的进行表面处理，虽能得到合格的棒材，但是碱洗、酸洗、皮膜剂、润滑剂等化工原料会产生较多的含铬的污染排放物，在环保要求日益严格的今天，该工艺非常不可取，且过程中的轻拉与二辊矫直对85Cr18Mo2V盘条会加重加工硬化现象，使得材料更“脆”且易“断”，影响成材率。在该专利的实施例1中说明了85Cr18Mo2V坯料的制备工序为：电弧+ 钢包精炼→锻造开坯→锻坯退火→盘园轧制→盘园退火处理，从该工艺流程中可以看出，锻造开坯和盘圆轧制需要“两火成材”的工艺，且含有锻坯的退火，钢坯及锻坯的多次加热必将严重制约85Cr18Mo2V盘条的生产效率与成本。

发明内容